龙钢高炉提煤降焦操作实践
李斌宜 程西亚 唐晓东
(陕钢集团龙钢公司炼铁厂)
摘要:本文重点介绍2022年上半年龙钢高炉提煤降焦冶炼模式,通过高效冶炼操作实践,保持了炉况的稳定顺行,实现了指标提升和进步。紧抓原燃料质量的稳定,稳定炉料结构,稳定入炉有害元素负荷,为长期顺行和指标提升创造条件。
关键词:煤降焦比;实践
1 概况
2021年下半年,受公司经营理念的调整,原燃料质量和结构发生较大变化,低价矿、低品位矿、高硫焦、非主流焦炭占比持续增大,高炉顺行一度受破坏,虽然保持基本顺行状态,但是强化程度低、烧套频繁,煤气利用差,焦比大幅度升高,高炉焦比399.4kg,比上半年升高23.1kg,燃料比539.4kg,比上半年升高18.1kg。
2022年1-5月,通过开展提煤降焦攻关,采取优化装料制度、调整风口配置、提高喷煤量、稳定炉温等措施,焦炭负荷提升较明显,由2021年累计4.15t/t提高至4.51t/t,综合负荷由3.06kg/t提高至3.16kg/t,4-5月份焦炭负荷稳定在4.50t/t以上,焦比由2021年下半年的的399.4下降至5月份的359.9kg,取得历史最好焦比。
时间 |
利用系数 |
焦比 |
煤比 |
燃料比 |
富氧率 |
煤气利用率 |
风温 |
生铁硅 |
负荷 |
单位 |
t/m3d |
kg/t |
kg/t |
kg/t |
% |
% |
℃ |
% |
t/t |
2021年上半年 |
2.845 |
376.3 |
143 |
519.3 |
4.31 |
47.03 |
1187 |
0.44 |
4.23 |
2021年下半年 |
2.583 |
399.4 |
142 |
539.4 |
3.17 |
46.23 |
1184 |
0.47 |
4.06 |
2021年全年 |
2.721 |
386.8 |
143 |
529.6 |
3.85 |
46.71 |
1186 |
0.45 |
4.15 |
2022年1月 |
2.799 |
379.7 |
154 |
533.5 |
3.58 |
46.80 |
1188 |
0.44 |
4.24 |
2022年2月 |
2.858 |
368.0 |
160 |
527.9 |
3.85 |
46.13 |
1196 |
0.38 |
4.35 |
2022年3月 |
2.870 |
362.8 |
165 |
527.5 |
3.73 |
46.70 |
1196 |
0.36 |
4.42 |
2022年4月 |
2.890 |
361.8 |
165 |
527.2 |
3.71 |
46.73 |
1202 |
0.37 |
4.51 |
2022年5月 |
2.943 |
359.9 |
165 |
524.8 |
3.82 |
47.00 |
1210 |
0.37 |
4.55 |
2 坚持大工艺统领思路,实施高效冶炼生产。
2.1紧盯原燃料供应数量、质量,发挥含铁料、燃料管控小组职能,克服疫情造成的物料运输受阻,保证了高炉用料需求和质量稳定。
2.1.1稳定高炉基本炉料结构
(1)原料结构:烧结矿78±1%+球团12±1%+块矿11±1%,确保烧结矿、球团全消化,控制块矿比例<12%。
(2)优化焦炭配比,保障基本冶炼条件。
焦炭结构:焦炭结构:主流焦炭≥80%,干熄焦炭≥60%,严格执行焦炭质量标准,严控水分,稳定粒级,力争保干熄焦,及时与供方联系,焦炭生产过程配煤变化、工艺参数变化等信息要及时通报、调整焦炭用料计划。
(3)优化球团比例提高入炉综合品位,≥57%,力争≥57.5%。
2.1.2 管理前移,在确保供应的基础上控制入炉质量。
(1)持续紧盯紧缺的国内矿、焦面、无烟煤、炼铁熔剂、焦炭等回货工作,做好与韩城公司、供货商等沟通工作,确保满足生产用量。
(2)每日紧盯焦炭计划进购量和实际进购量,紧盯焦炭质量变化情况,出现偏差及时协调解决。
(3)优化炉料结构和烧结、球团配比,降低入炉有害元素,尤其是碱金属负荷。
一是调整外购球配加比例,单仓配加,控制2.0%;二是烧结停用去钾除尘灰,降低混匀矿钠含量;三是自产球团使用复合膨润土,代替普通膨润土,在稳定自产球团质量的情况下,降低碱金属含量。
月份 |
锌负荷 |
钛负荷 |
硫负荷 |
碱负荷 |
铅负荷 |
标准 |
≤0.3kg/t |
≤5kg/t |
≤4.0kg/t |
≤3.0kg/t |
≤0.2kg/t |
21年全年 |
0.334 |
5.623 |
4.169 |
3.446 |
0.046 |
1月 |
0.172 |
4.763 |
3.649 |
3.025 |
0.031 |
2月 |
0.15 |
5.07 |
3.49 |
2.84 |
0.040 |
3月 |
0.17 |
4.50 |
3.41 |
2.83 |
0.030 |
4月 |
0.193 |
5.282 |
3.53 |
3.134 |
0.040 |
5月 |
0.181 |
4.519 |
3.431 |
3.085 |
0.029 |
(4)持续改善喷吹煤结构,优化含碳除尘灰使用。
参考2021年经验和区域对标,有效控制焦面使用,比例由40%降至15-20%,增加无烟煤,发挥3个优势:一是减少喷煤管道磨损和刷套内沿,提高输煤过程安全;二是提高煤焦置换比(焦面发热值最低);三是降低喷吹煤成本(焦面单价比高挥发烟煤高100-200元)。
(5)强化原燃料管理,加强原燃料质量、含沫量、进厂计量检查,重点增加筒仓焦炭皮带称检查频次,监督焦炭、配煤比例执行,规范供应程序,落实铁前原燃料管理责任。
2.2优化操作提升炉况管理
(1)全风作业。严格控制合理的风压、顶压上限,稳定气流分布,根据目前各炉设备运行情况,1280高炉风压360-370kpa,顶压210-215kpa,1800高炉风压420-430kpa,顶压230-240kpa。
(2)扩大矿批。参考区域和对标单位操作,各炉矿批略小(某1860高炉64吨),在不破坏高炉顺行的前提下适当增加矿石批重,1280高炉矿批35吨以上,3-5#高炉矿批55吨以上。
(3)优化装料制度。优化装料制度,改善煤气利用。针对高炉布料角度偏小,阶段性会出现水温差升高,炉身部位气流紊乱、炉况难行、炉墙温度剧烈波动的情况。通过布料矩阵调整,矿焦角度全部外推,1280高炉外扩5-7度,1800高炉外扩1-3度),边缘气流和生产炉型逐步稳定,系统水温差控制有所缩小。通过对比系统温差保持在4.0-5.5℃时气流较合理。
(4)坚持中低硅冶炼,缩小硅偏差。通过强化炉内管理,规范煤量下限调剂,降低风口前理论燃料温度(由2380℃以上降至2280℃左右),控制渣碱不低于1.22;应用自动喷吹,班煤量调剂次数和波动量波动波动减少,炉温稳定性有所提升,生铁硅平均已降到0.36-0.37%,硅偏差由0.150%以上降至0.13-0.14%。
(5)强化铁水罐“一罐制运行。4月份在炼铁-炼钢实施铁水罐“一罐制”和铁水罐加盖全面运行,规范炉前出铁管理,稳定铁口深度和铁水速度,及时出净渣铁。修正浇注铁沟或设备故障单铁口出铁规定,要求渣铁出不净时及时通过控氧、控风、控负荷调剂控制产量,严防炉内长时间憋压产生难行、悬料。
2.3 提升外围保障。
(1)对标区域,引入炼铁交流专家团队,指导实践操作、积累调剂经验。
(2)联合西安建大开展《高炉冶炼操作操作》培训,丰富炼铁关键岗位人员基础知识;
(3)邀请专家到龙钢,开展块矿烘干、烧结球团项目、低碳冶炼等技术交流学习。
(4)加速提升科研成果产出率,强化省级科技奖孵化工作。开展 “一月一主题” 和“一季度一研讨”活动,鼓励关键岗位技术人员揭榜挂帅,积极解决科技项目的“卡脖子”难题。
(5)以科技创新项目为抓手,助推企业高质量发展。有序推进“提高喷吹稳定率,降低除尘灰碳含量”、“优化喷煤比,降低焦比”、“降低烧结固燃”、“微负压点火”、“ 喷吹煤结构优化”等节能减碳课题、项目,助力实现“双碳”目标。
(6)配合“一罐制”安全运行降低铁水罐渣层厚度和温降。通过提升铁水罐耐材质量,强化罐渣清理,罐内渣层厚度减少5-10cm,安全罐容由100-110吨提到125吨,铁水罐运行数量由70个减至30个,铁水温降由140℃以上降至100℃以内,罐的运转效率整体提升。
(7)完成5座高炉TRT效能提升改造,投运后各炉吨发电量增加2-4Kwh。
(8)3-4月,高炉浇沟频繁、单铁口出铁增多。浇沟期间不同程度表现出风量萎缩,铁前有憋压,炉温升高或出现炉况波动情况。重新规范单场连放出铁,要求间隔时间不宜过长(≯30分钟为宜),在浇沟期间严禁随意上负荷、加富氧,以出净渣铁、稳炉温、保顺行为主。
(9)针对一季度发生2次突发断电,优化各风机拨风,提高联锁安全性。同时调整油压延时保护,提高异常时设备保障能力。重新修订运行风机、TRT应急预案,提高应急能力,保安全、稳质量。
(10)随着风温提高,使用部分水冷直吹管,效果较好。
3 实践效果
2022年1-5月,高炉指标明显进步,与去年5月份对比,高炉利用系数提高0.222t/m3d,焦比下降26.9kg,煤比提高22kg,焦炭负荷提高0.40t/t。
4 结语
(1)持续抓原燃料质量和供应,对炉况稳定顺行和负荷提高起到关键作用。
(2)焦炭质量不稳定、供应不平衡,4-5月品种增多,造成各炉负荷差异增大。
(3)优化上部装料制度期间,5#炉调整频繁间隔时间短,发生2次大的炉况波动。
(4)强化过程3、4#炉侧壁温度有所上涨,通过提高风速、合理用氧,提高铁水钛、控制冶强,侧壁温度受控。
参考文献:
[1] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].冶金工业出版社,2005.454-480.